ANNEXE 4

• a) une sourde alternative à tension variable (en general +/- 20%)
• b) une source de tension continue à peu près constante,
• c) une source de tension continue variant dans de larges limites.

- montés en série avec l'uti1isation. A ce moment,le transistor contrôle le courant dans la charge de maniere à maintenir la tension constante, et joue le rôle de la partie supérieure d'un potentiomètre (f.a) - monté en parallèle avec l'utilisation; Dans ce cas le transistor contrôle un courant dérivé de l'utilisation. Il joue le rôle de la partie inférieure d'un potentiomètre (f.b).

Le transistor est monté en régulateur de courant. En première approximation, on peut considérer ce montage comme un collecteur commun (ou émetteur suiveur). On sait que la tension Vbe d'un transistor est très faible, vis-A-vis des tensions d'alimentation (0,6 maximum contre 12 V en général ou plus). 0n voit, sur la figure 1 que, d'après la loi des mailles que : Vb = Ve + Vbe

Si Vc augmente, la jonction base-collecteur verra sa résistance intrinsèque augmenter, de manière que la tension Ve reste constante. Toute la puissance excédentaire est dissipée dans le jonction base-collecteur du transistor régulateur. Il est donc souvent nécessaire de prévoir un transistor de puissance assez importante.

Le fonctionnement de ce montage peut s'exp1iquer d'une façon plus imagée : Si Vc augmente, le courant Ie tend à augmenter. Re étant constant, la tension Ve tend à augmenter. Comme Vb est constant, de 1'équation Vb = Vbe + Ve, on en déduit que si Ve augmente, Vbe diminue. Vbe est crée par un courant de base Ib. Si Vbe diminue, Ib diminue. Comme le courant Ie est égal à Ib, Ie tend à diminuer. Il en résulte un état d'équilibre (en effet Ie tend à augmenter, mais la réaction l'oblige à tendre vers la diminution) et Ie reste constant quel que soit Vc. Donc, Re étant constant, Ve reste constant. Si maintaisnt la tension Vc reste constante et que Re diminue, la tension Ve tend à diminuer, mais Vbe augmente, entraînant une augmentation de Ib, donc de Ie, ce qui maintient Ve constant. De toute manière, on voit que si Ve tend à diminuer, Vbe tend à augmenter, entraînant une augmmtetion de Ie, donc de Ve, et 1'inverse est vrai. Lorsque Ve varie dans un sens, Vbe varie dans 1'autre sens.

Ceci s'appelle une contre-réaction négative, qui stabilise le fonctionnement du montage. Ici la boucle de contre-réaction est interne au transistor, et constitué par la jonction émetteur-base du transistor, alors que la boucle d'amplification est constituée par la même jonction, mais en sens inverse, c'est-à-dire la jonction base-émetteur; mais on peut très facilement réaliser une boucle de contre-réaction externe, par un amplificateur de gain -A par exemple, comme nous allons le voir plus loin. Dans ce cas, on aura deux parties bien distinctes : l'é1ément régulateur et l'élément de contre-réaction.

Le montage de la figure 1 est le plus simple que l'on puisse concevoir. Il n'utílise en effet qu'un seul élément actif.

Nous pouvons améliorer le fonctionnement de ce genre de régulation, en utilisant 2 transistors montés suivant le schéma de la figure 3, dit montage composite ou encore, montage Darlington.

La base de T1 est alimentée directement par l'émetteur du transistor T2 et les deux collecteurs sont reliés ensemble. Le courant d'émetteur de T2 sera : ie2 = ib2(2 + 1) et le courant d'émetteur du transistor T1 sera alors : ie1 = ib1(1 + 1) = ib2(2 + 1)(1 + 1) soit approximativement ie1 = ib2.1.2

On voit que les gains sont multipliés. Si on a deux transistors de gains égaux, et valant 50 (par exemple), le gain de l'ensemble sera de 2500.
Un fort courant peut alors être commandé par un courant 2500 fois plus faible.

Si l'on désire une régulation beaucoup plus précise, et une impédance de sortie beaucoup plus faible, on peut utiliser un montage comparateur, suivi d'un amplificateur de différence, commandant alors le transistor ballast (fig.4) L'amplificateur A délivre un courant proportionnel à la différence de tension de référence et une fraction de la tension de sortie. Le courant proportionnel à la différence commande l'élément régulateur. L'amplificateur et le comparateur peuvent être constitué par un seul transistor (fig.5) ou par un amplificateur différentiel (fig. 6), ou encore par des montages remplissant séparément les fonctions. On arrive avec ce genre de montage à une régulation poussée (jusqu'à 0,05%). Au-delà, on rencontre des montages complexes, mais dans lesquels on retrouve toujours les 3 éléments : régulateurs, amplificateur, comparateur.

La régulation shunt est fort peu utilisée, car elle a un mauvais rendement, lorsque l'on a de fortes variations de paramètre.
Le transistor ballast est remplacé par une résistance fixe et la régulation se fait par un transistor en parallèle sur l'utilisation qui maintient le courant dans R tel que la tension aux bornes de l'utilisation soit constante

Fig.22b : Schéma des alimentations stabilisées

Sommaire / description - puissance

Annexe 4 originale 1969 en pdf